如何在北大超算平台上安装及使用Gaussian 16

物化实验中有一个「奇怪」的实验叫量化计算,需要同学们使用Gaussian这个软件。当然,如果你不幸「恰好」进了一个有机组,那么想必今后你还会有足够多的时间和它打交道;但是,你不会再有幸总是遇到实验课中那么简单的模型体系了。以DFT-B3LYP为例,其时间复杂度为O(N3),N为基函数的数目。如果你对这个数据没有概念的话,算一个含一百个原子的分子的基态能量就足以让你了解时间成本的增幅有多快了——你当然不会想在自己的笔记本上跑个几整天。好在北京大学的“未名一号”高性能计算平台(对,就是烧水那个233)为我们提供了便利。化院和某些课题组也有自己的服务器,但也都大同小异。本文主要带领大家熟悉使用超算平台;中篇主要介绍如何在超算平台上安装、配置最新版本的Gaussian16和GaussView 6.0;而至于如何提交运算作业,则会在下篇中提及。

01

工欲善其事,必先利其器。我们首先需要装一个能和服务器取得联系的终端软件。这里推荐MobaXterm(官网下载即可),它的好处有:免费,界面友好,支持运行GUI程序,支持多种连接(例如我们这里需要的SSH,还有常见的如FTP、SFTP等),内含各种插件等。

安装完MobaXterm后,可以玩一下Settings、Tools、Macros之类的选项,这里不再赘述。下一步是建立Session设置。如图所示,单击“Session”,在跳出的“Session Settings”对话框中单击“SSH”,然后输入超算平台的地址“162.105.133.134”,勾上“Specify username”,单击图示按钮打开“Passwords settings”对话框,在“Credentials”栏中单击“New”,输入你的学号(Username)和密码(就是登陆邮箱等服务的常用密码),“OK”后记得在下拉框中选中刚刚设置的用户,然后保存。在“Bookmark settings”一栏中,也可以为该Session取一个易懂的名字,如“PKU HPC”等,方便下次调用。

保存好设置后,双击刚才所设的Session即可开始使用,输入exit命令退出。界面左端是资源管理器界面,方便操作文件(支持打开、以文本编辑器打开、重命名、下载等图形用户界面的操作);右端是用于输入各种命令的terminal。由于服务器是Linux系统,因此惯用Windows的初学者还是有必要记一些常用的Linux命令的(如cd、rm、cp、more等)。本文中除涉及到的简单操作之外,其余命令不作展开说明。

02

除了本文主要介绍的Gaussian运算这一功能之外,MobaXterm还可以干很多事。超算平台上安装有丰富的应用软件,用户可通过module命令将对应的软件环境变量加载到里面(通过module avail可查看可用软件)。例如强大的MATLAB,也是学校已购的正版软件之一,可在超算平台上运行。运行命令module load matlab之后,输入matlab即可打开MATLAB 2018的图形用户界面——即使你本机上并没有安装MATLAB也没有关系。又例如,你想运行Python命令,那么就module load anaconda(如果想运行Python 3而不是Python 2,则需指定load的是anaconda/3-4.4.0.1),之后运行python即可。要是不满足于阉割版的Python,那么自行在你个人的平台里安装Python也是完全可以的——当然这就超出本文的讨论范围了。

MobaXterm还有一个实用的用法是用来管理化院FTP众多的用户名和密码,而不会出现保存了一个用户之后登录不了其他用户的情况。在连接选项中选FTP,指定用户名、密码和地址(ftp.chem.pku.edu.cn)后,便可以像Windows资源管理器一样访问FTP了。

待续。

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